Thiết Kế và Thực Nghiệm Phanh Lưu Chất Từ Biến Dạng Đĩa Với Từ Trường Zigzag

• Tác giả: Đỗ Quí Duyên
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quốc Hưng
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Phanh Lưu Chất Từ Biến Dạng Đĩa Với Từ Trường Zigzag: Thiết Kế và Thực Nghiệm
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Cách tiếp cận
• 1.5.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• 1.6. Giới thiệu lưu chất MRF
• 1.6.1. Đặt điểm của MRF
• 1.6.2. Nguyên lý hoạt động
• 1.6.3. Các chế độ làm việc của MRF
• 1.7. Các ứng dụng của lưu chất MRF
• 1.7.1. Bộ giảm chấn sử dụng MRF
• 1.7.2. Phanh sử dụng MRF
• 1.7.3. Khối gá động cơ sử dụng MRF
• 1.7.4. Cơ cấu phản hồi lực sử dụng MRF
• 1.7.5. Van sử dụng MRF
• 1.8. Giới thiệu các loại phanh MRF
• 1.8.2. Phanh dạng đĩa có hai cuộn nằm hai bên vỏ
• 1.8.3. Phanh đĩa có cuộn dây nằm hai bên vỏ và có vách thành mỏng
• 1.9. Các vấn đề còn tồn tại và động lực nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Các đặc tính cơ bản của MRF
• 2.2. Mô hình toán của MRF
• 2.3. Tính toán mô men ma sát trong rãnh MRF
• 2.3.1. Mô men ma sát trên rãnh mặt trong (1)
• 2.3.2. Mô men ma sát gây ra trên rãnh mặt trụ ngoài (2)
• 2.3.3. Mô men ma sát gây ra bởi phốt cao su (Leafseal) với trục quay của phanh MRF
• 2.4. Phương pháp giải bài toán từ của MRF
• 2.4.1. Phương pháp giải tích
• 2.4.2. Phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.5. Cơ sở phương pháp tối ưu hóa
• 2.5.1. Các phương pháp tối ưu hóa
• 2.5.2. Phương pháp giảm độ dốc (Gradient descent - GD)
• 2.5.3. Phương pháp giải thuật di truyền sắp xếp không vượt trội (NSGA - II)
• 3. CHƯƠNG 3: PHÁT TRIỂN PHANH MRF VỚI ĐƯỜNG TỪ THÔNG ZIGZAG
• 3.1. Mô hình phanh MRF có từ thông Zigzag
• 3.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phanh MRF
• 3.1.2. Mô men ma sát phanh MRF
• 3.2. Thiết kế tối ưu phanh MRF
• 3.2.1. Tối ưu hóa đơn mục tiêu cho phanh MRF
• 3.2.2. Tối ưu hóa đa mục tiêu cho phanh MRF
• 4. CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MÔ HÌNH PHANH MRF DẠNG ZIGZAG
• 4.1. Thiết kế và hoàn thiện mô hình phanh MRF
• 4.1.1. Bản vẽ chi tiết
• 4.1.2. Phụ kiện cho phanh MRF
• 4.2. Xây dựng hệ thống thí nghiệm của MRB1
• 4.2.1. Chọn lựa thiết bị cho mô hình
• 4.2.2. Thiết kế mô hình thí nghiệm của MRB
• 4.2.3. Thực nghiệm kiểm tra mô men của phanh MRF
• 4.2.4. Thực nghiệm kiểm tra nhiệt độ phanh MRF
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN

I. Tổng Quan Về Phanh Lưu Chất Từ Biến Dạng Đĩa

Phanh lưu chất từ biến (MRF) là một trong những công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực cơ khí. Công nghệ này sử dụng lưu chất có khả năng thay đổi tính chất vật lý dưới tác động của từ trường. Đặc biệt, phanh MRF dạng đĩa với từ trường zigzag đang thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu và kỹ sư. Nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất phanh mà còn mở ra nhiều ứng dụng mới trong các lĩnh vực khác nhau.

1.1. Đặc Điểm Của Phanh Lưu Chất MRF

Phanh MRF có khả năng điều chỉnh mô men phanh nhanh chóng và hiệu quả. Lưu chất MRF có thể chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn khi có từ trường tác động, giúp tăng cường khả năng kiểm soát và an toàn trong quá trình phanh.

1.2. Ứng Dụng Của Phanh MRF Trong Thực Tiễn

Phanh MRF được ứng dụng rộng rãi trong ô tô, xe máy, và các hệ thống robot. Khả năng điều chỉnh nhanh chóng của phanh MRF giúp cải thiện hiệu suất và độ an toàn cho các phương tiện giao thông.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Thiết Kế Phanh MRF

Mặc dù phanh MRF có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong thiết kế và ứng dụng. Các vấn đề như hiệu suất, kích thước và khối lượng của phanh cần được giải quyết để tối ưu hóa công nghệ này.

2.1. Thách Thức Về Hiệu Suất Phanh

Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo mô men phanh đạt yêu cầu trong các điều kiện làm việc khác nhau. Cần có các nghiên cứu sâu hơn để cải thiện hiệu suất phanh MRF.

2.2. Kích Thước và Khối Lượng Của Phanh

Kích thước và khối lượng của phanh MRF cần được tối ưu hóa để phù hợp với các ứng dụng thực tế. Việc giảm kích thước mà vẫn đảm bảo hiệu suất là một bài toán khó.

III. Phương Pháp Thiết Kế Phanh Lưu Chất Từ Biến Dạng Đĩa

Thiết kế phanh MRF dạng đĩa với từ trường zigzag là một trong những phương pháp mới được nghiên cứu. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn tối ưu hóa kích thước và khối lượng của phanh.

3.1. Thiết Kế Cấu Hình Phanh MRF

Cấu hình phanh MRF được thiết kế với đường sức từ zigzag nhằm tối ưu hóa mô men phanh. Việc này giúp tăng cường khả năng kiểm soát và giảm thiểu kích thước của phanh.

3.2. Tối Ưu Hóa Thiết Kế Bằng Phần Mềm ANSYS

Sử dụng phần mềm ANSYS để mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế phanh MRF là một bước quan trọng. Phần mềm này giúp đánh giá hiệu suất và điều chỉnh các thông số thiết kế một cách hiệu quả.

IV. Kết Quả Thực Nghiệm Phanh MRF Dạng Đĩa

Kết quả thực nghiệm cho thấy phanh MRF dạng đĩa với từ trường zigzag có hiệu suất vượt trội so với các loại phanh truyền thống. Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng mô men phanh đạt yêu cầu và kích thước được tối ưu hóa.

4.1. Đánh Giá Hiệu Suất Phanh Qua Thực Nghiệm

Các thử nghiệm cho thấy phanh MRF có khả năng điều chỉnh mô men phanh nhanh chóng và hiệu quả. Kết quả này khẳng định tính khả thi của thiết kế mới.

4.2. So Sánh Kết Quả Với Các Nghiên Cứu Trước

Kết quả thực nghiệm được so sánh với các nghiên cứu trước đây cho thấy phanh MRF dạng đĩa có nhiều ưu điểm vượt trội, đặc biệt là về kích thước và hiệu suất.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Phanh MRF

Nghiên cứu về phanh MRF dạng đĩa với từ trường zigzag đã mở ra nhiều triển vọng mới trong lĩnh vực cơ khí. Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng cao trong các lĩnh vực khác nhau.

5.1. Tương Lai Của Công Nghệ Phanh MRF

Công nghệ phanh MRF hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với nhiều ứng dụng mới. Việc cải tiến thiết kế và tối ưu hóa hiệu suất sẽ là những hướng đi quan trọng trong tương lai.

5.2. Ứng Dụng Mới Của Phanh MRF Trong Thực Tiễn

Phanh MRF có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như ô tô, robot, và các hệ thống hỗ trợ người tàn tật. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho sự phát triển của công nghệ này.